JP6223453B2 - エネルギーマネジメントシステム、コントローラ、エネルギーマネジメント方法、プログラム、及び、機器 - Google Patents

Description

本発明は、宅内の電力を管理するエネルギーマネジメントシステム、コントローラ、エネルギーマネジメント方法、プログラム、及び、機器に関する。

宅内（需要家内）で消費される電力エネルギーを制御するシステムがある。例えば、特許文献１には、自立運転可能な電力供給手段と少なくとも一つの負荷を有する需要家内に設けられ、電力供給手段と負荷とを制御するＨＥＭＳ（Home Energy Management System）が開示されている。

例えば、特許文献１には、自立運転を実行する期間と、電力供給手段の電力供給状況と負荷の状況とに基づいて、自立運転のスケジュールが決定されるシステムが開示されている。

また、特許文献２には、電力の使用状態を直ちに把握することができる配電システムが開示されている。また、特許文献２には、バッテリの残量に応じて機器を通常モードから低消費モードに切り替えることが開示されている。

特開２０１２−２２８０４３号公報 特開２００８−０４８４７１号公報

ＨＥＭＳでは、停電時になるべく長時間稼働し続けられるように、機器による消費電力を抑える工夫がなされている。しかしながら、機器の稼働中にシステムの通信ネットワークに障害が発生すると、機器は新たな指示をコマンドから受信できず、障害が発生する前に受信した指示に従って稼働を続けることとなる。特に、停電時に機器に機能制限がかけられた後に通信に障害が発生すると、商用電源からの受電が再開されたとしても、通信の障害が解消されるまでの間、機器は機能制限がかけられたまま稼働することとなり、ユーザの利便性を損なうという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、停電時になるべく長時間稼働し続けられるように機器を制御しつつ、通信障害が起きてもユーザの手を煩わせることなく容易に機器を平常運転に戻せるエネルギーマネジメントシステム、コントローラ、エネルギーマネジメント方法、プログラム、及び、機器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、この発明に係るエネルギーマネジメントシステムは、
コントローラと、前記コントローラによって動作が指示される複数の機器とを備えるエネルギーマネジメントシステムであって、
前記コントローラは、制限運転に移行させる移行条件が満たされた場合に前記機器の運転能力を制限して動作させる旨の通知を予め定められた第１の時間ごとに前記機器に送信し、前記制限運転を解除させる解除条件が満たされた場合に前記通知の送信を停止する送信部を有し、
前記機器は、前記通知を前記コントローラから受信した場合に運転能力を制限して動作し、前記通知を受信してから予め定められた第２の時間が経過するまでの間に前記通知を再び受信しない場合に前記制限を解除して動作し、
前記機器の運転モードには、前記機器の運転能力に制限がない平常運転モードと、前記機器の運転能力が制限され、且つ、ユーザによって前記制限を解除可能な第１制限運転モードと、前記機器の運転能力が前記第１制限運転モードよりも制限され、且つ、ユーザによって前記制限を解除不可能な第２制限運転モードと、があり、
前記送信部は、前記機器の運転モードを前記平常運転モードから前記第２制限運転モードに変更する場合、又は、前記機器の運転モードを前記第１制限運転モードから前記第２制限運転モードに変更する場合に、前記通知を前記第１の時間ごとに前記機器に送信し、
前記機器は、前記通知を最後に受信してから前記第２の時間が経過すると、前記第２制限運転モードから前記第１制限運転モードに変更し、前記第１制限運転モードに変更された後に予め定められた復帰条件が満たされると、前記第１制限運転モードから前記平常運転モードに段階的に変更する。

停電時になるべく長時間稼働し続けられるように機器を制御しつつ、通信障害が起きてもユーザの手を煩わせることなく容易に機器を平常運転に戻すことができる。

エネルギーマネジメントシステムの構成を示す図である。 ＨＥＭＳコントローラの構成を示す図である。 機器の機能制限を定義する定義データの例を示す図である。 機器の機能制限を定義する定義データの他の例を示す図である。 機器の機能制限を定義する定義データの他の例を示す図である。 平常運転と省電力運転とサバイバル運転における機能制限を説明するための図である。 平常運転と省電力運転とサバイバル運転における機能制限を説明するための図である。 平常運転と省電力運転とサバイバル運転における機能制限を説明するための図である。 機器制御処理を説明するためのフローチャートである。 サバイバル通知を送信する通知条件を表す図である。 機器制御処理を説明するためのフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を説明する。

図１に、本実施形態に係るエネルギーマネジメントシステム１の構成を示す。エネルギーマネジメントシステム１は、宅内（需要家内）に設置される様々な機器の消費電力や状態等を監視し、また、様々な機器の動作を制御する。

ＨＥＭＳコントローラ１００は、エネルギーマネジメントシステム１全体を制御する。ＨＥＭＳコントローラ１００は、空調機等、宅内に設置される機器１６０（図１中では１６０Ａ，１６０Ｂ，１６０Ｃ，１６０Ｄと記載。）と無線又は有線により通信し、機器１６０の状態を示す情報を取得する。例えば、ＨＥＭＳコントローラ１００は、空調機に設定されている温度や冷房と暖房の設定、テレビジョン受像機の電源が入っているか否か、等の情報を取得する。

また、ＨＥＭＳコントローラ１００は、機器１６０から取得した状態を示す情報に基づいて、機器１６０に所定の処理を実行させる。例えば、ＨＥＭＳコントローラ１００は、パワーコンディショナ１１０内の分電盤１４０によって切り替えられる動作モードに従って、機器１６０を制御する。

エネルギーマネジメントシステム１の動作モードには２種類ある。一つは、電力線１７０が商用電源と繋げられ、商用電源から電力の供給を受ける連携モードである。連携モードでは、商用電源からの電力のほかに、発電システム１２０によって生成された電力と、蓄電システム１３０によって蓄えられた電力とを宅内に供給することができる。また、連携モードでは、発電システム１２０によって発電された電力を商用電源へ供給する（電力会社等に売電する）こともできる。

もう一つは、電力線１７０が商用電源から切り離され、商用電源から電力の供給を受けずに、発電システム１２０によって発電された電力、及び／又は、蓄電システム１３０に蓄えられた電力を宅内に供給する自立モードである。自立モードでは、ＨＥＭＳコントローラ１００は、エネルギーマネジメントシステム１全体で消費される電力量を抑え、出来るだけ長時間、機器１６０等をユーザが使用できるように、機器１６０の利用可能な機能を制限する。詳しくは後述する。

運転モードの切り替えは、商用電源からの電力の供給状態を示す計測結果に基づいて、分電盤１４０によって行われる。典型的には、商用電源が停電していないときには連携モードに設定され、商用電源の停電が検知されると自立モードに設定される。

パワーコンディショナ１１０は、制御ユニット１１１と直流交流交換装置（ＰＣＳ）１１２と双方向ＰＣＳ１１３とを備える。

制御ユニット１１１は、ＰＣＳ１１２と双方向ＰＣＳ１１３による充電と放電を制御する。

ＰＣＳ１１２は、発電システム１２０によって発電された直流電流を交流電流に変換し、電力線１７０に供給する。

双方向ＰＣＳ１１３は、発電システム１２０によって発電された直流電流を蓄電システム１３０に供給したり、商用電源から供給された交流電流を直流電流に変換して蓄電システム１３０に供給したりする。また、双方向ＰＣＳ１１３は、蓄電システム１３０に蓄えられた電力を交流電流に変換して電力線１７０に供給する。

発電システム１２０は、例えば太陽光発電により、発電する。ただし、発電方法は本発明によって限定されない。

蓄電システム１３０は、発電システム１２０によって発電された電力や、商用電源から供給された電力を蓄電する。電気自動車を蓄電システム１３０として使用することもできる。

分電盤１４０は、商用電源と電力線１７０とを接続し、複数のブレーカを備える。主幹ブレーカの開閉により、商用電源と電力線１７０とを繋げたり切り離したりすることが可能である。また、分電盤１４０から分岐される分岐回路ごとに接続される分岐ブレーカにより、電力線１７０が宅内の各部屋へ分岐される。

計測部１５０は、宅内で消費される電力量や、発電システム１２０による発電量を計測する。

次に、ＨＥＭＳコントローラ１００の構成について、図２を用いて説明する。

入力部２０１は、キーボードやボタン等の入力デバイスを備える。入力部２０１は、ユーザ（システム管理者）からの指示入力を受け付ける。

表示部２０２は、ディスプレイ等の表示デバイスを備える。

記憶部２０３は、不揮発性メモリを備える。記憶部２０３は、制御部２０５により実行されるプログラムや、計測部１５０によって計測された計測値等の様々なデータを記憶する。

通信部２０４は、ＮＩＣ（Network Interface Card）を備え、機器１６０や計測部１５０と通信する。

制御部２０５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、オペレーティングシステム等のプログラムを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）、ワークエリアとなるＲＡＭ（Random Access Memory）等から構成される。制御部２０５は、記憶部２０３に記憶されているプログラムを実行し、ＨＥＭＳコントローラ１００全体を制御する。

ＨＥＭＳコントローラ１００として、一般的なサーバ、メインフレーム、パーソナルコンピュータ等を採用することができる。

次に、機器１６０の構成について説明する。

機器１６０は、例えば、空調機、照明、テレビジョン受像機、ＩＨ（Induction Heating）クッキングヒータ、冷蔵庫等である。

機器１６０は、機器１６０全体を制御するＣＰＵと、不揮発性のメモリと、を備える。

また、機器１６０は、コントローラ１００と通信するための通信モジュールを備える。通信モジュールは機器１６０に内蔵されていてもよいし、拡張Ｉ／Ｆを介して外付けしてもよい。

次に、自立モードにおいてＨＥＭＳコントローラ１００によって行われる機器制御処理について説明する。商用電源からの送電が止まると、エネルギーマネジメントシステム１の動作モードは連携モードから自立モードに切り替わる。自立モードでは、ＨＥＭＳコントローラ１００は、より長時間宅内の機器１６０等に電力を供給し続けられるように、消費電力を極力減らすように機器１６０を制御する。

機器１６０の運転モードには、平常運転モードと、運転能力が制限される制限運転モードと、がある。さらに、制限運転モードには、第１制限運転モード（以下、「省電力運転モード」という。）と、第２制限運転モード（以下、「サバイバル運転モード」という。）と、がある。ＨＥＭＳコントローラ１００によっていずれかの運転モードが選択される。

本実施形態では、制御部２０５は、所定の移行条件が満たされると判別すると、サバイバル運転モードを選択し、サバイバル運転モードで稼働させる旨の通知（以下、「サバイバル通知」という。）を機器１６０に定期的に送信する。また、制御部２０５は、所定の解除条件が満たされると判別すると、平常運転モード又は省電力モードを選択し、サバイバル通知の定期的な送信を停止する。

本実施形態では、制御部２０５は、エネルギーマネジメントシステム１の動作モードが連携モードから自立モードに変更されたと判別した場合に、移行条件が満たされたと判別し、機器１６０にサバイバル通知を送信する。また、制御部２０５は、エネルギーマネジメントシステム１の動作モードが自立モードから連携モードに変更されたと判別した場合に、解除条件が満たされたと判別する。

移行条件と解除条件は、上記のものに限られない。例えば、制御部２０５は、エネルギーマネジメントシステム１による商用電源からの買電量を取得し、買電量が所定量以上になったと判別した場合に、移行条件が満たされたと判別してもよい。また、制御部２０５は、買電量が所定量未満になったと判別した場合に、解除条件が満たされたと判別してもよい。

平常運転モードでは、機器１６０が有している運転能力のうち機器１６０が実行可能な範囲に制限はなく、ユーザは自由に機能を選択して実行させることができる。

省電力運転モードでは、機器１６０が有している運転能力のうち機器１６０が実行可能な範囲に制限がかかり、ユーザはこの制限に収まる範囲内で機器１６０を使用することができる。なお、ユーザは、平常運転モードを省電力運転モードに切り替える指示を入力することができ、省電力運転モードを平常運転モードに切り替える指示を入力することができる。

サバイバル運転モードでは、機器１６０が有している運転能力のうち機器１６０が実行可能な範囲に更に厳しい制限がかかり、ユーザはこの厳しい制限に収まる範囲内で機器１６０を使用することができる。ユーザは、平常運転モードもしくは省電力運転モードをサバイバル運転モードに切り替える指示を入力することはできず、ＨＥＭＳコントローラ１００のみがサバイバル運転モードへの切り替えを機器１６０に指示することができる。また、ユーザは、サバイバル運転モードから平常運転モードもしくは省電力運転モードに切り替える指示を入力することはできず、サバイバル運転モードはＨＥＭＳコントローラ１００によってのみ解除される。

省電力運転モードは、停電でないときに電気代を節約したい場合や消費電力量を抑えたい場合、ユーザ又はＨＥＭＳコントローラ１００が任意に切り替え可能である。一方、サバイバル運転モードは、省電力運転モードとは異なり、停電により発電システム１２０による発電及び／又は蓄電システム１３０による蓄電に頼らざるを得ない場合等に、なるべく長時間、エネルギーマネジメントシステム１を稼働し続けられることを目的とする。従って、サバイバル運転モードでは、ＨＥＭＳコントローラ１００は、機器１６０の運転能力を、ユーザの生活にとって必要最低限な範囲に絞り込む。

図３Ａ，図３Ｂ，図３Ｃに、平常運転モードと省電力運転モードとサバイバル運転モードのそれぞれにおける、機器１６０の運転能力の制限を定義する定義データ３００の構成例を示す。

図３Ａは、機器１６０が照明装置の場合の機能制限を表す図である。平常運転モードでは、運転能力に制限はなく、ユーザは明るさを０％（消灯）から１００％まで自由に設定できる。

省電力運転モードでは、明るさを０％から７０％まで設定できる。ユーザは、最大出力の７０％まで明るさを設定できる。

サバイバル運転モードでは、明るさを０％から５０％まで設定できる。ユーザは、最大出力の５０％まで明るさを設定できる。ユーザは、ＨＥＭＳコントローラ１００によってサバイバル運転モードが解除されるまで、５０％を超えて明るさを設定することができない。

図３Ｂは、機器１６０が冷凍冷蔵庫の場合の運転能力の制限を表す。平常運転モードでは、運転能力に制限はなく、冷蔵庫内も冷凍庫内も温度は規定範囲に保たれる。

省電力運転モードでは、冷蔵庫と冷蔵庫は設定温度を強と弱の二段階のうち弱にのみ設定可能である。

サバイバル運転モードでは、冷蔵庫は設定温度を強と弱の二段階のうち弱にのみ設定可能であり、冷凍庫は停止される。

図３Ｃは、機器１６０が空調機の場合の運転能力の制限を表す。平常運転モードでは、運転能力に制限はない。

省電力運転モードでは、ユーザは、冷房では設定温度を摂氏２８度以下にのみ設定可能であり、暖房では設定温度を摂氏２０度以上にのみ設定可能である。送風の運転には制限がない。

サバイバル運転モードでは、冷房と暖房の運転が禁止され、機器１６０は送風の運転のみ実行できる。

ここでは、照明装置と空調機と冷凍冷蔵庫とを例にとって機器１６０の運転能力に関する制限を説明したが、運転能力が制限されうる機器１６０の種類はこれらに限られない。また、平常運転モードと省電力運転モードとサバイバル運転モードにおける運転能力の制限の詳細な内容は、図３Ａ，図３Ｂ，図３Ｃに示した内容に限られない。

図３Ａ，図３Ｂ，図３Ｃに示す定義データ３００は、ＨＥＭＳコントローラ１００の記憶部２０３に予め記憶される。

ＨＥＭＳコントローラ１００だけでなく機器１６０もこの定義データを記憶していてもよい。エネルギーマネジメントシステム１内に複数の機器１６０がある場合、それぞれの機器１６０がすべての機器１６０についての定義データを記憶する必要はなく、少なくとも機器１６０自身の運転能力に関する制限を定義する定義データを記憶していればよい。

平常運転モードと省電力運転モードとサバイバル運転モードにおける運転能力の範囲の相互関係を模式的に表したのが図４Ａ，図４Ｂ，図４Ｃである。

省電力運転モードにおける運転能力の範囲は、平常運転モードにおける運転能力の範囲の一部分のみである。さらに、サバイバル運転モードにおける運転能力の範囲は、省電力運転モードにおける運転能力の範囲の一部分のみである。

言い換えれば、サバイバル運転モードにおいて制御部２０５が設定可能なパラメータの範囲は、省電力運転モードにおいて制御部２０５が設定可能なパラメータの範囲の中にすべて含まれる。また、省電力運転モードにおいて制御部２０５が設定可能なパラメータの範囲は、平常運転モードにおいて制御部２０５が設定可能なパラメータの範囲の中にすべて含まれる。

例えば、図３Ａに対応する図４Ａに示すように、照明装置が設定可能なパラメータは、照明の明るさである。省電力運転モードにおいて照明装置が設定可能な範囲４１２は、平常運転モードにおいて照明装置が設定可能な範囲４１１の中にすべて含まれる。また、サバイバル運転モードにおいて照明装置が設定可能な範囲４１３は、省電力運転モードにおいて照明装置が設定可能な範囲４１２の中にすべて含まれる。

また、図３Ｂに対応する図４Ｂに示すように、冷凍冷蔵庫が設定可能なパラメータは、冷蔵温度の強さの強弱と、冷凍のオン・オフの２つである。省電力運転モードにおいて冷凍冷蔵庫が設定可能な範囲４２２は、平常運転モードにおいて冷凍冷蔵庫が設定可能な範囲４２１の中にすべて含まれる。また、サバイバル運転モードにおいて冷凍冷蔵庫が設定可能な範囲４２３は、省電力運転モードにおいて冷凍冷蔵庫が設定可能な範囲４２２の中にすべて含まれる。

また、図３Ｃに対応する図４Ｃに示すように、空調機が設定可能なパラメータは、冷房の設定温度と、暖房の設定温度と、送風のオン・オフの３つである。省電力運転モードにおいて空調機が設定可能な範囲４３２は、平常運転モードにおいて空調機が設定可能な範囲４３１の中にすべて含まれる。また、サバイバル運転モードにおいて空調機が設定可能な範囲４３３は、省電力運転モードにおいて空調機が設定可能な範囲４３２の中にすべて含まれる。

従って、平常運転モードから省電力運転モードへの切り替えとは、機器１６０が設定できるパラメータの範囲が、範囲４１１，４２１，４３１から、範囲４１１，４２１，４３１よりも狭い範囲４１２，４２２，４３２に、縮小されることを意味する。また、省電力運転モードからサバイバル運転モードへの切り替えとは、機器１６０が設定できるパラメータの範囲が、範囲４１２，４２２，４３２から、範囲４１２，４２２，４３２よりも更に狭い範囲４１３，４２３，４３３に、縮小されることを意味する。

制御部２０５は、ユーザからの指示に基づいて、平常運転から省電力運転へ、もしくは、省電力運転から平常運転へ、切り替えることができる。また、制御部２０５は、例えば消費電力量等に応じて、平常運転から省電力運転へ、もしくは、省電力運転から平常運転へ、切り替えることができる。

また、制御部２０５は、エネルギーマネジメントシステム１の動作モードの変更に応じて、平常運転モード（又は省電力運転モード）からサバイバル運転モードへ、もしくは、サバイバル運転モードから平常運転モード（又は省電力運転モード）へ、切り替えることができる。

ユーザは、平常運転モードから省電力運転モードへ、もしくは、省電力運転モードから平常運転モードへの切り替えを指示することができるが、平常運転モード（又は省電力運転モード）からサバイバル運転モードへ、もしくは、サバイバル運転モードから平常運転モード（又は省電力運転モード）への切り替えを指示することはできない。

ＨＥＭＳコントローラ１００の制御部２０５は、エネルギーマネジメントシステム１の運転モードが連携モードから自立モードに切り替わったことを検知すると、移行条件が満たされたと判別する。そして、制御部２０５は、機器１６０に平常運転モードをやめさせ、機器１６０にサバイバル運転モードへ切り替えさせる。ＨＥＭＳコントローラ１００によって制御可能な機器１６０が複数ある場合には、制御部２０５は、複数の機器１６０のそれぞれについて、平常運転モードをやめさせ、サバイバル運転モードに切り替えさせる。

本実施形態では、制御部２０５は、連携モードから自立モードに切り替わると、移行条件が満たされたと判別し、ＥＣＨＯＮＥＴプロトコルにおける任意電文を使って、サバイバル通知を機器１６０に送信する。

サバイバル通知を受信した機器１６０は、図３Ａ，図３Ｂ，図３Ｃに例示される定義データに基づいて運転能力を制限する。例えば、空調機は、サバイバル通知を受信すると、冷房と暖房の機能を停止する。つまり、冷房又は暖房で運転中の場合には、空調機は冷房又は暖房を停止し、また、ユーザによる冷房の開始の指示と暖房の開始の指示を受け付けない。

なお、ＨＥＭＳコントローラ１００と機器１６０のいずれか一方もしくは両方は、平常運転モードからサバイバル運転モードに切り替えること、もしくは切り替わったことを、ディスプレイへの表示及び／又はスピーカからの音声の出力によってユーザに報知してもよい。

また、機器１６０が通信モジュールを備えていなかったり、通信モジュールを備えていてもサバイバル運転モードにおける制限を定義する定義データを記憶していなかったりする等、エネルギーマネジメントシステム１内にサバイバル運転を指示することができない機器１６０がある場合には、制御部２０５は、ユーザに、その機器１６０の電源をオフにするように催促することが望ましい。この催促は、ディスプレイへの表示及び／又はスピーカからの音声の出力によって行われる。

ところで、本実施形態では、制御部２０５は、機器１６０をサバイバル運転モードで動作させる場合、サバイバル運転モードの開始時にサバイバル通知を１回だけ送信するのではなく、サバイバル運転モードで稼働させる期間中、サバイバル通知を所定時間ごとに繰り返し機器１６０に送信する。制御部２０５は、機器１６０のサバイバル運転モードを解除する場合には、機器１６０への定期的なサバイバル通知の送信を終了する。制御部２０５は、サバイバル運転モードを解除する旨を明示的に機器１６０に通知することはない。

所定時間の長さは任意であるが、本実施形態では、１０秒とする。所定時間の長さを表す単位は“秒”に限られず、例えば垂直同期割り込み（ＶＳＹＮＣ）等の定期的に実行される割り込み関数の発生回数を単位としてもよい。

機器１６０は、平常運転モードで稼働している時にサバイバル通知を受信すると、運転モードを平常運転モードからサバイバル運転モードに切り替える。同じく、機器１６０は、省電力運転モードで稼働している時にサバイバル通知を受信すると、省電力運転モードからサバイバル運転モードに切り替える。

サバイバル運転モードで稼働している機器１６０がサバイバル通知を所定時間以内に再び受信すると、機器１６０はサバイバル運転モードを続ける。

一方、サバイバル運転で稼働している機器１６０がサバイバル通知を所定時間以内に再び受信しないと、機器１６０はサバイバル運転モードをやめ、平常運転モード又は省電力運転モードを開始する。

もし仮に、ＨＥＭＳコントローラ１００と機器１６０との間で、サバイバル運転モードの開始時にサバイバル運転モードを開始する旨の開始通知を１回だけ送受信し、サバイバル運転モードの終了時にサバイバル運転モードを終了する旨の終了通知を１回だけ送受信するという仕様を採用すると、通信モジュールの故障によって終了通知を送受信できなくなったときに機器１６０は通信モジュールの故障が直るまでサバイバル運転モードを解除できないことになる。しかし、本実施形態のようにＨＥＭＳコントローラ１００がサバイバル運転モードで稼働させる期間中にサバイバル通知を定期的に送受信するように構成すれば、機器１６０は、通信モジュールの故障によってサバイバル通知を受信できなくなったとしても、最後にサバイバル通知を受信してから所定時間経過すると、サバイバル運転を自動的に解除することができる。通信モジュールの故障のほか、宅内ＬＡＮの通信障害、ＨＥＭＳコントローラ１００の故障等が起きた場合も、同様である。

次に、エネルギーマネジメントシステム１によって行われる機器制御処理について、図５のフローチャートを用いて説明する。ここでは、エネルギーマネジメントシステム１が平常運転モードで稼働している最中に商用電源からの受電の停止（すなわち停電）が発生し、平常運転モードからサバイバル運転モードに切り替わる場合を想定する。

ＨＥＭＳコントローラ１００の制御部２０５は、パワーコンディショナ１１０から定期的にエネルギーマネジメントシステム１の動作モードを取得する。制御部２０５は、所定の時間間隔で繰り返しパワーコンディショナ１１０に動作モードを問い合わせ、パワーコンディショナ１１０がこの問い合わせに応答して動作モードをＨＥＭＳコントローラ１００に通知する。ただし、パワーコンディショナ１１０は、ＨＥＭＳコントローラ１００からの問い合わせが無くても、所定の時間間隔で繰り返し動作モードをＨＥＭＳコントローラ１００に通知してもよい。

停電していない場合、パワーコンディショナ１１０はエネルギーマネジメントシステム１を連携モードで稼働させる（ステップＳ５０１）。ＨＥＭＳコントローラ１００の制御部２０５は、エネルギーマネジメントシステム１が連携モードで稼働していることを検知する（ステップＳ５０２）。機器１６０は平常運転モードで稼働する（ステップＳ５０３）。なお、ＨＥＭＳコントローラ１００の制御部２０５は、平常運転モードで稼働させる旨を機器１６０に明示的に指示しなくてよい。

パワーコンディショナ１１０は、停電を検知すると（ステップＳ５０４）、エネルギーマネジメントシステム１を自立モードで稼働させる（ステップＳ５０５）。

ＨＥＭＳコントローラ１００の制御部２０５は、エネルギーマネジメントシステム１が自立モードで稼働していることを検知すると（ステップＳ５０６）、移行条件が満たされたと判別し、タイマに用いるカウンタをリセットしてカウントを開始する設定処理を行い（ステップＳ５０７）、サバイバル通知を機器１６０に送信する（ステップＳ５０８）。

このタイマは、サバイバル通知を送信してから経過した時間を計時する。上述したように、本実施形態では、制御部２０５は、エネルギーマネジメントシステム１が自立モードで稼働している間、所定時間ごとに繰り返しサバイバル通知を機器１６０に送信するのであるが、ステップＳ５０７で設定するタイマは、機器１６０にサバイバル通知を次に送信するタイミングを決定するために用いられる。

サバイバル通知を機器１６０に送信した後、制御部２０５は、タイマに基づいて、サバイバル通知を送信してから第１の所定時間が経過したか否かを判別する（ステップＳ５０９）。

第１の所定時間が経過していない場合（ステップＳ５０９；ＮＯ）、制御部２０５は引き続きカウントを行う。第１の所定時間が経過した場合（ステップＳ５０９；ＹＥＳ）、制御部２０５は、パワーコンディショナ１１０からの応答に基づいて、エネルギーマネジメントシステム１が連携モードで稼働していることを検知したか否かを判別する（ステップＳ５１１）。

連携モードを検知しない場合、言い換えれば、まだ商用電源からの受電が停止している場合（ステップＳ５１１；ＮＯ）、制御部２０５は、ステップＳ５０７，Ｓ５０８，Ｓ５０９，Ｓ５１１の処理を繰り返す。すなわち、１回目のサバイバル通知を機器１６０に送信してから第１の所定時間が経過してもまだ商用電源から受電していないと、２回目のサバイバル通知を機器１６０に送信する。

同様にして、制御部２０５は、２回目のサバイバル通知を機器１６０に送信してから第１の所定時間が経過してもまだ商用電源からの受電が再開されていないと判別すると、３回目のサバイバル通知を機器１６０に送信する。制御部２０５は、Ｎ回目（Ｎは１以上の整数）のサバイバル通知を機器１６０に送信してから第１の所定時間が経過してもまだ商用電源からの受電が再開されていないと判別すると、Ｎ＋１回目のサバイバル通知を機器１６０に送信する。

一方、商用電源からの受電が再開されてパワーコンディショナ１１０が連携モードに設定した（ステップＳ５１０）後、制御部２０５が連携モードを検知した場合（ステップＳ５１１；ＹＥＳ）、制御部２０５は、解除条件が満たされたと判別し、ステップＳ５０２の処理に戻る。制御部２０５は、機器１６０にサバイバル通知を送信しない。

ステップＳ５０８においてサバイバル通知を受信した機器１６０は、サバイバル通知に対する応答信号（ＡＣＫ）をＨＥＭＳコントローラ１００に返し、機器１６０をサバイバル運転モードに設定し（ステップＳ５１２）、タイマに用いるカウンタを初期化してカウントを開始する（ステップＳ５１３）。サバイバル運転モードでは、機器１６０は、例えば、図３Ａに示す定義データに基づいて、照明の明るさを５０％以下に制限し、５０％を超える明るさに設定する指示をユーザから受け付けない。

なお、ステップＳ５０７で設定されるタイマはＨＥＭＳコントローラ１００の制御部２０５によってのみ用いられ、ステップＳ５１２で設定されるタイマは機器１６０によってのみ用いられるものであって、これらは同一ではない。

次に、機器１６０は、サバイバル通知を受信してから第２の所定時間が経過したか否かを判別する（ステップＳ５１４）。

第２の所定時間は、第１の所定時間よりも長いか、もしくは同じ長さであることとする。

サバイバル通知を受信してから第２の所定時間が経過していない場合（ステップＳ５１４；ＮＯ）、機器１６０は、カウントを続け、サバイバル運転モードを継続する。

サバイバル通知を受信してから第２の所定時間が経過するまでの間に、再びサバイバル通知を受信する可能性がある。その場合、機器１６０は、再びサバイバル通知を受信した後（ステップＳ５０８）、サバイバル運転モードを続け（ステップＳ５１２）、タイマを初期化してカウントをやり直す（ステップＳ５１３）。

サバイバル通知を受信してから第２の所定時間が経過した場合（ステップＳ５１４；ＹＥＳ）、機器１６０は、サバイバル運転を解除し（ステップＳ５１５）、平常運転に戻す（ステップＳ５０３）。

つまり、機器１６０は、最後のサバイバル通知を受信してから第２の所定時間が経過するまでの間に、再びサバイバル通知を受信すると、サバイバル運転モードでの稼働を続けるが、最後のサバイバル通知を受信してから第２の所定時間が経過しても再びサバイバル通知を受信しないのであれば、ＨＥＭＳコントローラ１００からの明示的な指示が無くても、サバイバル運転モードを解除して平常運転モードに戻す。機器１６０は、サバイバル運転モードに切り替えた後に通信の障害等によりＨＥＭＳコントローラ１００と通信できなくなったとしても、ユーザの手を煩わせることなく、サバイバル運転モードを自動的に解除することができる。

なお、ＨＥＭＳコントローラ１００の制御部２０５は、通信の障害等により機器１６０へのサバイバル通知の送信に失敗した場合には、その機器１６０の電源を落とすようにユーザに報知することが望ましい。制御部２０５は、サバイバル通知に対する応答信号（ＡＣＫ）がないと、サバイバル通知の送信に失敗したと判別する。

以上のように、本実施形態によれば、エネルギーマネジメントシステム１は、停電時になるべく長時間稼働し続けられるように機器１６０を制御しつつ、通信障害が起きてもユーザの手を煩わせることなく容易に機器１６０を平常運転モードに戻すことができる。

機器１６０は、平常運転モードからサバイバル運転モードに切り替えた後、第２の所定時間が経過するまでの間に再びサバイバル通知を受信しなかった場合、サバイバル運転モードから平常運転モードに直接変更する代わりに、まずサバイバル運転モードから省電力運転モードに変更し、次に所定の復帰条件が満たされた後に省電力運転モードから平常運転モードに変更してもよい。このように停電が終わった後に一気にすべての制限を解除するのではなく、段階的に制限を解除することにより、エネルギーマネジメントシステム１全体への一時的な負荷の集中を防ぐことができる。

復帰条件は、例えば、「サバイバル運転モードから省電力運転モードに変更してから、第３の所定時間が経過すること」である。機器１６０は、サバイバル運転モードの解除にあたり、第３の所定時間が経過するまでは省電力運転モードで動作し、第３の所定時間が経過した後、平常運転モードで稼働する。機器１６０は、第３の所定時間だけ省電力運転モードで試運転し、その後、正常運転モードに設定する。

第３の所定時間の長さは任意であり、上述の第１の所定時間の長さ及び第２の所定時間の長さと異なっていてよい。

復帰条件は、「サバイバル運転モードから省電力運転モードに変更した後、平常運転モードに設定する指示がユーザから入力されること」でもよい。機器１６０は、ユーザから平常運転モードに設定する指示があるまでは省電力運転モードで試運転し、ユーザから平常運転モードに設定する指示があった後に平常運転モードに設定する。

復帰条件は、機器１６０ごとに異なっていてもよい。機器１６０の種類ごとに第３の所定時間の長さを変えてもよい。

また、機器１６０によって、サバイバル運転モードから平常運転モードに直接変更するか、あるいは、サバイバル運転モードから省電力運転モードを経て平常運転モードに変更するかを変えてもよい。例えば、冷凍冷蔵庫ならサバイバル運転モードから平常運転モードに直接変更し、空調機ならサバイバル運転モードから省電力運転モードを経て平常運転モードに変更する、といったように使い分けてもよい。

本実施形態では、平常運転モードで稼働中にサバイバル通知を受信した場合の機器制御処理を説明したが、省電力運転モードで稼働中にサバイバル通知を受信した場合の機器制御処理の流れも同じである。機器１６０は、最後にサバイバル通知を受信してから上記第２の所定時間が経過するまでの間に再びサバイバル通知を受信しないならば、サバイバル運転モードを解除して省電力運転モードに設定すればよい。

本発明は、上述した実施形態に限定されず、種々の変形及び応用が可能である。また、上述した実施形態の各構成要素を自由に組み合わせることも可能である。

ＨＥＭＳコントローラ１００の制御部２０５は、エネルギーマネジメントシステム１が連携モードから自立モードに切り替わったことを検知した後、複数の機器１６０のすべてにサバイバル通知を送信するのではなく、複数の機器１６０のうち、サバイバル通知を送信する機器１６０と送信しない機器１６０とを分けてもよい。

図６に、サバイバル通知を送信する通知条件の例を示す。制御部２０５は、自立モードの検知後、直ちにすべての機器１６０にサバイバル通知を送信するのではなく、通知条件が満たされた後に順次機器１６０にサバイバル通知を送信してもよい。

図７に、機器制御処理のフローチャートの変形例を示す。図７のフローチャートは、ステップＳ７０７が追加されている点で、図５のフローチャートと異なる。図７のステップＳ７０１〜Ｓ７０６は、図５のステップＳ５０１〜Ｓ５０６と同じである。図７のステップＳ７０８〜Ｓ７１６は、図５のステップＳ５０７〜Ｓ５１５と同じである。

ステップＳ７０７において、制御部２０５は、機器１６０の動作状態に基づいて、通知条件が満たされたか否かを判別する。制御部２０５は、通知条件が満たされていないと判別すると（ステップＳ７０７；ＮＯ）、通知条件が満たされるまで待機する。一方、制御部２０５は、通知条件が満たされたと判別すると（ステップＳ７０７；ＹＥＳ）、タイマを設定し（ステップＳ７０８）、機器１６０にサバイバル通知を送信する（ステップＳ７０９）。

通知条件を判別する処理を追加した際の機器１６０の具体的な動作を、炊飯器と冷蔵庫と冷蔵庫を例にとって説明する。

例えば、炊飯器が炊飯中のときに連携モードから自立モードに切り替わった場合、制御部２０５は、炊飯器にサバイバル通知を送信するのを猶予し、炊飯が終わるまでサバイバル通知を送信しない。そして、制御部２０５は、炊飯が終わって保温になると、炊飯器にサバイバル通知を送信し、サバイバル運転モードで稼働させる。このように、制御部２０５は、自立モードを検知した時点で機器１６０が実行中の処理の内容に応じて、サバイバル通知の送信を猶予してもよい。

例えば、冷蔵庫が保冷中のときに連携モードから自立モードに切り替わり、庫内の温度が所定温度に冷却できていなかった場合、制御部２０５は、サバイバル通知の送信を猶予し、庫内の温度が所定温度まで冷却を続行させる。その後、庫内の温度が所定温度にまで達すると、制御部２０５は、冷蔵庫にサバイバル通知を送信し、サバイバル運転で動作させる。これにより、なるべく長い間、庫内を所定温度付近に保つことができる。

例えば、冷凍庫が保冷中のときに連携モードから自立モードに切り替わった場合、制御部２０５は、まず省電力運転モードに切り替え、省電力運転モードを予め決められた時間続けさせ、サバイバル通知の送信を猶予する。この予め決められた時間が経過した後に、制御部２０５は、冷凍庫にサバイバル通知を送信し、サバイバル運転で動作させる。これにより、庫内の氷が一気に溶け始めてしまわないように余裕を持たせることができる。

制御部２０５は、発電システム１２０による発電量、及び／又は、蓄電システム１３０による蓄電量に応じて、サバイバル通知の送信対象となる機器１６０を選択してもよい。例えば、制御部２０５は、ステップＳ７０６でエネルギーマネジメントシステム１が自立モードで稼働していることを検知すると、発電システム１２０による発電量と、蓄電システム１３０による蓄電量とを取得し、エネルギーマネジメントシステム１全体に電力を安定して供給可能な時間を計算する。制御部２０５は、計算した電力を供給可能な時間が、自立モードで稼働し続ける目標時間に達するように、サバイバル通知の送信先となる１つ以上の機器１６０を選択する。そして、制御部２０５は、選択した機器１６０にサバイバル通知を送信する（ステップＳ７０９）。

制御部２０５は、計算した電力を供給可能な時間を表す情報を含むアドバイスを生成してディスプレイに表示してもよい。また、制御部２０５は、電力を供給可能な時間をなるべく長くするためのアドバイスを生成してディスプレイに表示してもよい。

本実施形態では、ユーザは、平常運転モードもしくは省電力運転モードをサバイバル運転モードに切り替える指示を入力することはできない。しかし、ユーザが平常運転モードもしくは省電力運転モードをサバイバル運転モードに切り替える指示を入力できるようにしてもよい。制御部２０５は、平常運転モードから省電力運転モード又はサバイバル運転モードに変更する指示をユーザから受け付けた場合に、上述の移行条件が満たされたと判別してもよい。

上記のエネルギーマネジメントシステム１の全部又は一部としてコンピュータを動作させるためのプログラムを、メモリカード、ＣＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ、ＭＯ（Magneto Optical disk）等のコンピュータが読み取り可能な記録媒体に格納して配布し、これを別のコンピュータにインストールし、上述の手段として動作させ、あるいは、上述の工程を実行させてもよい。

さらに、インターネット上のサーバ装置が有するディスク装置等にプログラムを格納しておき、例えば、搬送波に重畳させて、コンピュータにダウンロード等するものとしてもよい。

本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。つまり、本発明の範囲は、実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、本発明の範囲内とみなされる。

以上説明したように、本発明によれば、停電時になるべく長時間稼働し続けられるように機器１６０を制御しつつ、通信障害が起きてもユーザの手を煩わせることなく容易に機器１６０を平常運転に戻すことができる。

１ エネルギーマネジメントシステム、１００ ＨＥＭＳコントローラ、１１０ パワーコンディショナ、１１１ 制御ユニット、１１２ ＰＣＳ、１１３ 双方向ＰＣＳ、１２０ 発電システム、１３０ 蓄電システム、１４０ 分電盤、１５０ 計測部、１６０ 機器、１７０ 電力線、２０１ 入力部、２０２ 表示部、２０３ 記憶部、２０４ 通信部、２０５ 制御部、３００ 定義データ

Claims (10)

1. コントローラと、前記コントローラによって動作が指示される複数の機器とを備えるエネルギーマネジメントシステムであって、
   前記コントローラは、制限運転に移行させる移行条件が満たされた場合に前記機器の運転能力を制限して動作させる旨の通知を予め定められた第１の時間ごとに前記機器に送信し、前記制限運転を解除させる解除条件が満たされた場合に前記通知の送信を停止する送信部を有し、
   前記機器は、前記通知を前記コントローラから受信した場合に運転能力を制限して動作し、前記通知を受信してから予め定められた第２の時間が経過するまでの間に前記通知を再び受信しない場合に前記制限を解除して動作し、
   前記機器の運転モードには、前記機器の運転能力に制限がない平常運転モードと、前記機器の運転能力が制限され、且つ、ユーザによって前記制限を解除可能な第１制限運転モードと、前記機器の運転能力が前記第１制限運転モードよりも制限され、且つ、ユーザによって前記制限を解除不可能な第２制限運転モードと、があり、
   前記送信部は、前記機器の運転モードを前記平常運転モードから前記第２制限運転モードに変更する場合、又は、前記機器の運転モードを前記第１制限運転モードから前記第２制限運転モードに変更する場合に、前記通知を前記第１の時間ごとに前記機器に送信し、
   前記機器は、前記通知を最後に受信してから前記第２の時間が経過すると、前記第２制限運転モードから前記第１制限運転モードに変更し、前記第１制限運転モードに変更された後に予め定められた復帰条件が満たされると、前記第１制限運転モードから前記平常運転モードに段階的に変更する、
   エネルギーマネジメントシステム。
2. 前記復帰条件は、前記第２制限運転モードから前記第１制限運転モードに変更してから予め定められた第３の時間が経過することである、
   請求項１に記載のエネルギーマネジメントシステム。
3. 前記復帰条件は、前記第２制限運転モードから前記第１制限運転モードに変更した後、前記平常運転モードに設定する指示が前記ユーザから入力されることである、
   請求項１に記載のエネルギーマネジメントシステム。
4. コントローラと、前記コントローラによって動作が指示される複数の機器とを備えるエネルギーマネジメントシステムであって、
   前記コントローラは、制限運転に移行させる移行条件が満たされた場合に前記機器の運転能力を制限して動作させる旨の通知を予め定められた第１の時間ごとに前記機器に送信し、前記制限運転を解除させる解除条件が満たされた場合に前記通知の送信を停止する送信部を有し、
   前記機器は、前記通知を前記コントローラから受信した場合に運転能力を制限して動作し、前記通知を受信してから予め定められた第２の時間が経過するまでの間に前記通知を再び受信しない場合に前記制限を解除して動作し、
   前記エネルギーマネジメントシステムの動作モードは、商用電源が停電し、前記エネルギーマネジメントシステムが有する発電システム及び蓄電システムのうち少なくともいずれか一方から前記機器に電力を供給する自立モードを有し、
   前記送信部は、前記動作モードが前記自立モードである場合に、前記発電システムによる発電量と前記蓄電システムによる蓄電量とのうち少なくともいずれか一方の電力量と、前記機器の運転能力とから得られる電力供給可能時間が前記自立モードでの目標稼働時間に達するように、複数の前記機器の中から１つ以上の機器を選択し、前記選択した機器が特定の処理を実行中の場合は該処理の完了後に、前記選択した機器に前記通知を前記第１の時間ごとに送信する、
   エネルギーマネジメントシステム。
5. 前記エネルギーマネジメントシステムの動作モードは、前記発電システム及び前記蓄電システムのうち少なくともいずれか一方と前記商用電源とが連携して前記機器に電力を供給する連携モードをさらに有し、
   前記コントローラは、前記動作モードが前記連携モードか前記自立モードかを判別する判別部を更に備え、
   前記移行条件は、前記判別部によって前記動作モードが前記自立モードであると判別された場合に満たされ、
   前記解除条件は、前記判別部によって前記動作モードが前記連携モードであると判別された場合に満たされる、
   請求項４に記載のエネルギーマネジメントシステム。
6. 前記コントローラは、前記エネルギーマネジメントシステムによる前記商用電源への買電量を取得する取得部を更に備え、
   前記移行条件は、前記エネルギーマネジメントシステムによる前記商用電源への買電量が予め定められた閾値以上の場合に満たされ、
   前記解除条件は、前記エネルギーマネジメントシステムによる前記商用電源への買電量が前記予め定められた閾値未満の場合に満たされる、
   請求項４又は５に記載のエネルギーマネジメントシステム。
7. エネルギーマネジメントシステムを制御するコントローラであって、
   制限運転に移行させる移行条件が満たされた場合に、前記エネルギーマネジメントシステムに含まれる機器の運転能力を制限して動作させる旨の通知を予め定められた時間ごとに前記機器に送信し、前記制限運転を解除させる解除条件が満たされた場合に、前記通知の送信を停止する送信部を備え、
   前記エネルギーマネジメントシステムの動作モードは、商用電源が停電し、前記エネルギーマネジメントシステムが有する発電システム及び蓄電システムのうち少なくともいずれか一方から前記機器に電力を供給する自立モードを有し、
   前記送信部は、前記動作モードが前記自立モードである場合に、前記発電システムによる発電量と前記蓄電システムによる蓄電量とのうち少なくともいずれか一方の電力量と、前記機器の運転能力とから得られる電力供給可能時間が前記自立モードでの目標稼働時間に達するように、複数の前記機器の中から１つ以上の機器を選択し、前記選択した機器が特定の処理を実行中の場合は該処理の完了後に、前記選択した機器に前記通知を前記予め定められた時間ごとに送信する、
   コントローラ。
8. エネルギーマネジメントシステムにおけるエネルギーマネジメント方法であって、
   制限運転に移行させる移行条件が満たされた場合に、前記エネルギーマネジメントシステムに含まれる機器の運転能力を制限して動作させる旨の通知を予め定められた時間ごとに前記機器に送信し、前記制限運転を解除させる解除条件が満たされた場合に、前記通知の送信を停止する送信ステップを備え、
   前記エネルギーマネジメントシステムの動作モードは、商用電源が停電し、前記エネルギーマネジメントシステムが有する発電システム及び蓄電システムのうち少なくともいずれか一方から前記機器に電力を供給する自立モードを有し、
   前記動作モードが前記自立モードである場合に、前記送信ステップで、前記発電システムによる発電量と前記蓄電システムによる蓄電量とのうち少なくともいずれか一方の電力量と、前記機器の運転能力とから得られる電力供給可能時間が前記自立モードでの目標稼働時間に達するように、複数の前記機器の中から１つ以上の機器を選択し、前記選択した機器が特定の処理を実行中の場合は該処理の完了後に、前記選択した機器に前記通知を前記予め定められた時間ごとに送信する、
   エネルギーマネジメント方法。
9. エネルギーマネジメントシステムを制御するコンピュータを、
   制限運転に移行させる移行条件が満たされた場合に、前記エネルギーマネジメントシステムに含まれる機器の運転能力を制限して動作させる旨の通知を予め定められた時間ごとに前記機器に送信し、前記制限運転を解除させる解除条件が満たされた場合に、前記通知の送信を停止する送信部として機能させ、
   前記エネルギーマネジメントシステムの動作モードは、商用電源が停電し、前記エネルギーマネジメントシステムが有する発電システム及び蓄電システムのうち少なくともいずれか一方から前記機器に電力を供給する自立モードを有し、
   前記送信部は、前記動作モードが前記自立モードである場合に、前記発電システムによる発電量と前記蓄電システムによる蓄電量とのうち少なくともいずれか一方の電力量と、前記機器の運転能力とから得られる電力供給可能時間が前記自立モードでの目標稼働時間に達するように、複数の前記機器の中から１つ以上の機器を選択し、前記選択した機器が特定の処理を実行中の場合は該処理の完了後に、前記選択した機器に前記通知を前記予め定められた時間ごとに送信する、
   プログラム。
10. 運転モードとして、運転能力に制限がない平常運転モードと、運転能力が制限され、且つ、ユーザによって前記制限を解除可能な第１制限運転モードと、運転能力が前記第１制限運転モードよりも制限され、且つ、ユーザによって前記制限を解除不可能な第２制限運転モードと、を有する機器であって、
    運転能力を制限して動作させる旨の通知をコントローラから受信した場合に運転能力を制限する運転モードに変更する制限部と、
    前記通知を受信してから予め定められた時間が経過するまでの間に前記通知を再び受信しない場合に前記制限を解除する処理を行う制限解除部と、を備え、
    前記制限解除部は、前記通知を最後に受信してから前記予め定められた時間が経過すると、前記第２制限運転モードから前記第１制限運転モードに変更し、前記第１制限運転モードに変更された後に予め定められた復帰条件が満たされると、前記第１制限運転モードから前記平常運転モードに段階的に変更する、
    機器。
    

Images